13.4 电磁波的发现及应用 -【划重点】2024-2025学年高二物理暑假预习强化之精细讲义（人教版2019必修第三册）

13.4 电磁波的发现及应用 ——划重点之高二暑假预习强化精细讲义 知识点1：电磁场 1.变化的磁场产生电场 (1)现象：在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生感应电流，电流计指针偏转，如图所示. (2)分析：麦克斯韦认为，既然电路中有电流，那么电路中一定存在电场(涡旋电场),因此变化的磁场在空间产生了电场，电路中的自由电荷在电场的作用下做定向运动，产生了感应电流。 ①对变化的磁场产生电场的理解 (1)恒定的磁场不产生电场 (2)均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场. (3)不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场. (4)周期性变化的磁场产生同频率变化的电场. ②变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关. ③在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的，源于变化的磁场；而静电场中的电场线是不闭合的，源于电荷，由正电荷起到负电荷止. 2.变化的电场产生磁场 (1)现象及分析：电荷运动时，周围的小磁针摆动，说明小磁针所在处产生了另一个磁场，使小磁针发生摆动，这个磁场是由电荷运动在周围空间产生的变化的电场引起的，如图所示. (2)假设：麦克斯韦根据自然规律的统一性与和谐性，相信电场与磁场是对称的，他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场. 对变化的电场产生磁场的理解 (1)恒定的电场不产生磁场. (2)均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场. (3)不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场. (4)周期性变化的电场产生同频率变化的磁场. 知识点2：电磁波 1.电磁波的产生 根据上述两个基本论点，麦克斯韦推断；如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么它就在空间引起周期性变化的磁场；这个变化的磁场又引起新的变化的电场.于是，变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播. 2.电磁波的特点 (1)电磁波是横波、在真空中传播时，它的电场强度与磁感应强度互相垂直且均与电磁波的传播方向垂直、如图所示. (2)电磁波的传播不需要介质，电磁波在真空中的传播速度等于光速，即c = 3×108m/s.电磁波在介质中的传播速度小于在真空中的传播速度. (3)电磁波具有波的共性，能产生干涉、衍射等现象. ①电场与磁场在空间相交不能称为电磁场，判断是否是电磁场的关键是变化的电场和变化的磁场交替产生，是不可分割的统一体. ②变化的电场和变化的磁场交替产生而形成的电磁场由近及远地传播形成了电磁波。 ③光是一种电磁波. ④E和B随时间和空间做周期性(正弦规律)的变化. 3.赫兹实验 1886年，赫兹用实验证明了麦克斯韦预言的正确性，第一次发现了电磁波. (1)赫兹的实验装置：如图所示. (2)实验现象：当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过了火花. (3)现象分析：当感应圈使得与它相连的两个金属球间产生电火花时，空间出现了迅速变化的电磁场.这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间传播.当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的空隙中也产生了火花. (4)赫兹的其他成果：赫兹观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象通过测量证明了电磁波在真空中具有与光相同的速度c,证实了麦克斯韦的电磁场理论. 【典例1】关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播 B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108 m/s C．电磁波由真空进入某种介质传播时，波长将变长 D．电磁波只能在真空中传播 【典例2】关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（    ） A．变化的磁场产生电场 B．各种频率的电磁波在真空中以不同的速度传播 C．电磁波依赖于介质才能传播 D．光不是电磁波 【典例3】如图所示的四种变化电场，能发射电磁波的是（　　） A． B． C． D． 知识点3：电磁波谱 1.波的相关知识 (1)波峰、波谷：在一列水波中，凸起的最高处叫作波峰；凹下的最低处叫作波谷。 (2)波长、频率、波速：邻近的两个波峰(或波谷)的距离叫作波长λ;频率f是指在1s内波峰(或波谷)通过的次数；水波不停地向远方传播，用来描述波传播快慢的物理量叫作波速v.三者之间的关系是v=λf. (1)同一种电磁波在不同介质中传播时，频率不变(频率由波源决定),波速和波长发生改变.在介质中的速度都比在真空中速度小. (2)不同电磁波在同一种介质中传播时，传播速度不同，频率越大波速越小，频率越小波速越大. 2.电磁波谱及排列 按电磁波的波长或频率大小的顺序把电磁波排列起来，就是电磁波谱.按波长由长到短依次为；无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线. 3.电磁波的特性及应用 (1)无线电波；波长大于1 mm的电磁波.应用；无线电波中的长波、中波、短波可以用于通信、广播及其他信号的传输。 (2)红外线： ①特性；红外线是一种光波，它的波长比无线电波短，比可见光长.所有物体都发射红外线.热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强.不能引起人的视觉. ②应用；红外遥感技术，可以在飞机或人造地球卫星上勘测地热、寻找水源、监视森林火情，估计农作物的长势和收成，预报风暴和寒潮. 红外线的特点及应用 ①一切物体都在辐射红外线； ②温度越高辐射的红外线越强，红外线的波长越短； ③主要特点是热作用强； ④主要应用是红外遥感技术. (3)可见光：波长在400～780 nm之间. ①天空是亮的原因：大气把阳光向四面八方散射. ②天空看起来是蓝色的原因：波长较短的光比波长较长的光更容易被大气散射； ③傍晚的阳光比较红的原因：大气对波长较短的光的吸收比较强，傍晚的阳光在穿过厚厚的大气层时，蓝光、紫光大部分被吸收掉了，剩下红光、橙光透过大气射人眼睛. (4)紫外线；紫外线的波长比紫光波长短，不能引起人的视觉. ①特性：紫外线具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质；紫外线能使许多物质发出荧光 ②应用：利用紫外线灭菌消毒，设计防伪措施.太阳光里有许多紫外线，人体接受适量的紫外线照射，能促进钙的吸收，改善身体健康.但过强的紫外线会伤害眼睛和皮肤. (5)X射线：X射线的波长比紫外线的波长短. ①特性：X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变. ②应用：X射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官.在工业上，利用X射线检查金属零件内部的缺陷.机场、车站等地进行安全检查时，X射线可检查箱内的物品. (6)γ射线：γ射线的波长最短. ①特性：具有很高的能量，能够破坏生命物质；γ射线的穿透能力很强. ②应用：治疗某些癌症，可以探测金属部件内部的缺陷. 产生的机理 特点 用途 无线电波 振荡电路中电子周期性运动产生 波动性强 通信、广播、导航等 红外线 原子的外层电子受激发后产生 热作用强 加热、遥测、遥感、红外线制导等 可见光 感光性强 照明、照相等 紫外线 化学作用荧光效应 杀菌消毒、治疗皮肤病等 X射线 原子的内层电子受激发后产生 穿透力强 检查、探测、透视、治疗等 γ射线 原子核受激发后产生 穿透力最强 探测、治疗等 知识点4：电磁波的能量及电磁波通信 1.电磁波的能量 各种各样的仪器能够探测到许许多多电磁波，说明电磁波具有能量，电磁波是一种物质。 2.电磁波通信 随着计算机网络的发展和智能手机的出现，负责通话的电信网、广播电视网和互联网相互渗透、相互兼容，逐步整合成为统一的信息通信网络.而这些信息都是通过电磁波来传递的。 【典例4】下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调 B．只要有电场和磁场，就能产生电磁波 C．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光 D．在物理学史上，最先建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是麦克斯韦 【典例5】使用蓝牙耳机接听手机来电，手机与基地台及耳机的信号传输如下图所示。若基地台与手机、手机与蓝牙耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，则（　　）    A．甲波的波长比乙波短 B．真空中甲波的传播速度比乙波小 C．甲波与乙波有可能发生干涉现象 D．甲、乙波都是横波，都能在真空中传播 【典例6】“中国天眼”位于贵州的大山深处，它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。关于电磁波下列说法正确的是（    ） A．电磁波不能在水中传播 B．红外线的波长比紫外线的长 C．用手机通话时没有利用电磁波 D．不同电磁波在真空中传播速度不同 【典例7】随着科技的进步，越来越多的人使用蓝牙耳机，手机与基站及耳机的通信如下图所示。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，则以下说法正确的是（　　） A．甲波的波长比可见光的小 B．乙波的波长比可见光的大 C．甲波的波长比乙波的小 D．乙波比甲波更容易发生衍射现象 一、单选题 1．电磁波在日常生活中有着广泛的应用。下列说法正确的是（　　） A．微波炉加热食物是利用了红外线的热作用 B．红外线应用在遥感技术中，是利用了它穿透本领强的特性 C．医院用X射线进行透视，是因为它是各种电磁波中穿透能力最强的 D．利用紫外线灭菌消毒，是因为紫外线具有较高的能量 2．某广播电台发射“中波”段某套节目的讯号，家用微波炉中的微波，VCD机中的激光（可见光），人体透视用的X光，都是电磁波，它们的频率分别为f1、f2、f3、f4，则（　　） A．f1＞f2＞f3＞f4 B．f1＜f2＜f3＜f4 C．f1＜f3＜f2＜f4 D．f1＞f3＞f2＞f4 3．对于下列教材中所列的实验和生活用品，说法正确的是（　　） A．甲图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场实现的 B．乙图中，若在ab的两端接上大小和方向发生周期性变化的电流，则接在cd端的电流表会有偏转 C．丙图中，微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，微波具有可连续变化的能量 D．奥斯特利用丁图实验装置发现了电磁感应现象 4．500米口径球面射电望远镜（简称FAST）又被称为“中国天眼”，是中国科学院国家天文台的一座射电望远镜，若其工作频率范围是，那么它观测到的电磁波最长波长（　　） A．约0.1米 B．约4米 C．约40米 D．约1000米 5．下列关于电磁波的说法正确的是（    ） A．均匀变化的磁场能够在空间产生电场 B．电磁波在真空和介质中传播的速度相同 C．只要有电场和磁场，就能产生电磁波 D．米波的频率比厘米波频率高 6．关于电磁波的发现及应用，下列说法正确的是（　　） A．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场 B．利用红外线的热效应能杀菌消毒，夜视仪利用了紫外成像技术 C．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫调制 D．为了有效向外发射电磁波，振荡电路不必采用开放电路，但要提高振荡频率 7．下列说法中正确的是（　　） A．周期性变化的电场可以产生恒定的磁场 B．若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零 C．磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量 D．麦克斯韦最早通过实验证实了电磁波的存在 8．某空间出现了如图所示的一组闭合的电场线，这可能是（　　） A．沿AB方向磁场在迅速减弱 B．沿AB方向磁场在迅速增强 C．沿BA方向磁场在迅速减弱 D．条件不足无法判断 9．关于电磁波的说法中，下列叙述正确的是（　　） A．电磁波和机械波一样，都不能在真空中传播 B．赫兹首先用实验证实了电磁波的存在，验证了麦克斯韦的电磁场理论 C．新冠肺炎诊断中，要用X光扫描肺部，是因为X光的穿透能力最强 D．微波炉加热食物是利用了微波有很强的热效应 二、多选题 10．关于波的现象，下列说法正确的是（    ） A．机械波和电磁波都可以在真空中传播 B．波速、波长与频率的关系，对机械波和电磁波都适用 C．干涉和衍射是波的特性，一切波都能产生干涉、衍射现象． D．不同波长的电磁波在真空中速度不同 学科网（北京）股份有限公司 $$ 13.4 电磁波的发现及应用 ——划重点之高二暑假预习强化精细讲义 知识点1：电磁场 1.变化的磁场产生电场 (1)现象：在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生感应电流，电流计指针偏转，如图所示. (2)分析：麦克斯韦认为，既然电路中有电流，那么电路中一定存在电场(涡旋电场),因此变化的磁场在空间产生了电场，电路中的自由电荷在电场的作用下做定向运动，产生了感应电流。 ①对变化的磁场产生电场的理解 (1)恒定的磁场不产生电场 (2)均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场. (3)不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场. (4)周期性变化的磁场产生同频率变化的电场. ②变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关. ③在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的，源于变化的磁场；而静电场中的电场线是不闭合的，源于电荷，由正电荷起到负电荷止. 2.变化的电场产生磁场 (1)现象及分析：电荷运动时，周围的小磁针摆动，说明小磁针所在处产生了另一个磁场，使小磁针发生摆动，这个磁场是由电荷运动在周围空间产生的变化的电场引起的，如图所示. (2)假设：麦克斯韦根据自然规律的统一性与和谐性，相信电场与磁场是对称的，他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场. 对变化的电场产生磁场的理解 (1)恒定的电场不产生磁场. (2)均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场. (3)不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场. (4)周期性变化的电场产生同频率变化的磁场. 知识点2：电磁波 1.电磁波的产生 根据上述两个基本论点，麦克斯韦推断；如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么它就在空间引起周期性变化的磁场；这个变化的磁场又引起新的变化的电场.于是，变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播. 2.电磁波的特点 (1)电磁波是横波、在真空中传播时，它的电场强度与磁感应强度互相垂直且均与电磁波的传播方向垂直、如图所示. (2)电磁波的传播不需要介质，电磁波在真空中的传播速度等于光速，即c = 3×108m/s.电磁波在介质中的传播速度小于在真空中的传播速度. (3)电磁波具有波的共性，能产生干涉、衍射等现象. ①电场与磁场在空间相交不能称为电磁场，判断是否是电磁场的关键是变化的电场和变化的磁场交替产生，是不可分割的统一体. ②变化的电场和变化的磁场交替产生而形成的电磁场由近及远地传播形成了电磁波。 ③光是一种电磁波. ④E和B随时间和空间做周期性(正弦规律)的变化. 3.赫兹实验 1886年，赫兹用实验证明了麦克斯韦预言的正确性，第一次发现了电磁波. (1)赫兹的实验装置：如图所示. (2)实验现象：当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过了火花. (3)现象分析：当感应圈使得与它相连的两个金属球间产生电火花时，空间出现了迅速变化的电磁场.这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间传播.当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的空隙中也产生了火花. (4)赫兹的其他成果：赫兹观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象通过测量证明了电磁波在真空中具有与光相同的速度c,证实了麦克斯韦的电磁场理论. 【典例1】关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播 B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108 m/s C．电磁波由真空进入某种介质传播时，波长将变长 D．电磁波只能在真空中传播 【答案】A 【详解】A．电磁波是由变化的电场产生磁场（即电流会产生磁场），变化的磁场产生电场，变化电场和变化磁场之间相互依赖，相互激发，交替产生，并以一定速度由近及远地在空间传播出去。所以电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播，故A正确； B．电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s，在介质中传播速度小于真空中传播速度，故B错误； C．电磁波由真空进入某种介质传播时，由公式 频率不变，波速变小，波长将变短，故C错误； D．电磁波可以在介质中传播，故D错误。 故选A。 【典例2】关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（    ） A．变化的磁场产生电场 B．各种频率的电磁波在真空中以不同的速度传播 C．电磁波依赖于介质才能传播 D．光不是电磁波 【答案】A 【详解】A．变化的磁场产生磁场，故A正确； B．各种频率的电磁波在真空中的速度相同，大小为，故B错误； C．电磁波可以在真空中传播，电磁波的传播不需要介质。故C错误； D．光是一种电磁波，故D错误。 故选A。 【典例3】如图所示的四种变化电场，能发射电磁波的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】图A是稳定的电场，不能产生磁场；图B与图C是均匀变化的电场，产生恒定的磁场，也不能形成电磁波；图D是周期性变化的电场，会产生同频率周期性变化的磁场，能形成电磁场，向外发射电磁波，选项D正确，ABC错误。 故选D。 知识点3：电磁波谱 1.波的相关知识 (1)波峰、波谷：在一列水波中，凸起的最高处叫作波峰；凹下的最低处叫作波谷。 (2)波长、频率、波速：邻近的两个波峰(或波谷)的距离叫作波长λ;频率f是指在1s内波峰(或波谷)通过的次数；水波不停地向远方传播，用来描述波传播快慢的物理量叫作波速v.三者之间的关系是v=λf. (1)同一种电磁波在不同介质中传播时，频率不变(频率由波源决定),波速和波长发生改变.在介质中的速度都比在真空中速度小. (2)不同电磁波在同一种介质中传播时，传播速度不同，频率越大波速越小，频率越小波速越大. 2.电磁波谱及排列 按电磁波的波长或频率大小的顺序把电磁波排列起来，就是电磁波谱.按波长由长到短依次为；无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线. 3.电磁波的特性及应用 (1)无线电波；波长大于1 mm的电磁波.应用；无线电波中的长波、中波、短波可以用于通信、广播及其他信号的传输。 (2)红外线： ①特性；红外线是一种光波，它的波长比无线电波短，比可见光长.所有物体都发射红外线.热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强.不能引起人的视觉. ②应用；红外遥感技术，可以在飞机或人造地球卫星上勘测地热、寻找水源、监视森林火情，估计农作物的长势和收成，预报风暴和寒潮. 红外线的特点及应用 ①一切物体都在辐射红外线； ②温度越高辐射的红外线越强，红外线的波长越短； ③主要特点是热作用强； ④主要应用是红外遥感技术. (3)可见光：波长在400～780 nm之间. ①天空是亮的原因：大气把阳光向四面八方散射. ②天空看起来是蓝色的原因：波长较短的光比波长较长的光更容易被大气散射； ③傍晚的阳光比较红的原因：大气对波长较短的光的吸收比较强，傍晚的阳光在穿过厚厚的大气层时，蓝光、紫光大部分被吸收掉了，剩下红光、橙光透过大气射人眼睛. (4)紫外线；紫外线的波长比紫光波长短，不能引起人的视觉. ①特性：紫外线具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质；紫外线能使许多物质发出荧光 ②应用：利用紫外线灭菌消毒，设计防伪措施.太阳光里有许多紫外线，人体接受适量的紫外线照射，能促进钙的吸收，改善身体健康.但过强的紫外线会伤害眼睛和皮肤. (5)X射线：X射线的波长比紫外线的波长短. ①特性：X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变. ②应用：X射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官.在工业上，利用X射线检查金属零件内部的缺陷.机场、车站等地进行安全检查时，X射线可检查箱内的物品. (6)γ射线：γ射线的波长最短. ①特性：具有很高的能量，能够破坏生命物质；γ射线的穿透能力很强. ②应用：治疗某些癌症，可以探测金属部件内部的缺陷. 产生的机理 特点 用途 无线电波 振荡电路中电子周期性运动产生 波动性强 通信、广播、导航等 红外线 原子的外层电子受激发后产生 热作用强 加热、遥测、遥感、红外线制导等 可见光 感光性强 照明、照相等 紫外线 化学作用荧光效应 杀菌消毒、治疗皮肤病等 X射线 原子的内层电子受激发后产生 穿透力强 检查、探测、透视、治疗等 γ射线 原子核受激发后产生 穿透力最强 探测、治疗等 知识点4：电磁波的能量及电磁波通信 1.电磁波的能量 各种各样的仪器能够探测到许许多多电磁波，说明电磁波具有能量，电磁波是一种物质。 2.电磁波通信 随着计算机网络的发展和智能手机的出现，负责通话的电信网、广播电视网和互联网相互渗透、相互兼容，逐步整合成为统一的信息通信网络.而这些信息都是通过电磁波来传递的。 【典例4】下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调 B．只要有电场和磁场，就能产生电磁波 C．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光 D．在物理学史上，最先建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是麦克斯韦 【答案】D 【详解】A．使电磁波随各种信号而改变的技术，叫做调制；将声音信号从电磁波上分离开来叫做解调，故A错误； B．若只有电场和磁场，而电场和磁场都稳定或电场、磁场仅均匀变化都不能产生电磁波，只有当振荡电流周围会产生周期性变化的电场，周期性变化的电场可以产生同频率的磁场，周期性变化的磁场再产生同频率的电场，从而向远处传播形成电磁波，所以只要有电场和磁场，就能产生电磁波得说法是错误的，故B错误； C．利用紫外线的荧光效应，用紫外线照射时大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光，而红外线不具有该效应，用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字不会发出可见光，故C错误； D．麦克斯韦创立了完整的电磁理论并预言了电磁波的存在，在物理学史上，最先建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是麦克斯韦，故D正确。 故选D。 【典例5】使用蓝牙耳机接听手机来电，手机与基地台及耳机的信号传输如下图所示。若基地台与手机、手机与蓝牙耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，则（　　）    A．甲波的波长比乙波短 B．真空中甲波的传播速度比乙波小 C．甲波与乙波有可能发生干涉现象 D．甲、乙波都是横波，都能在真空中传播 【答案】D 【详解】A．由图可知甲波的频率小于乙波的频率，则甲波波长比乙波长，故A错误； B．所有频率的电磁波在真空中的传播速度都为，故B错误； C．甲波与乙波频率不同，不能发生稳定的干涉，故C错误； D．所有频率的电磁波都是横波，且都能在真空中传播，故D正确。 故选D。 【典例6】“中国天眼”位于贵州的大山深处，它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。关于电磁波下列说法正确的是（    ） A．电磁波不能在水中传播 B．红外线的波长比紫外线的长 C．用手机通话时没有利用电磁波 D．不同电磁波在真空中传播速度不同 【答案】B 【详解】A．电磁波可以在介质与真空中传播，A错误； B．红外线为非可见光，频率比红光低；紫外线也是非可见光，但频率比紫光高，因此红外线的频率低于紫外线的频率，所以红外线的波长比紫外线长，B正确； C．手机通话就是信息的传输，信息需要通过电磁波来传输，因此手机通话利用电磁波来把信息传送的，C错误； D．任何电磁波在真空中传播速度均为，D错误。 故选B。 【典例7】随着科技的进步，越来越多的人使用蓝牙耳机，手机与基站及耳机的通信如下图所示。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，则以下说法正确的是（　　） A．甲波的波长比可见光的小 B．乙波的波长比可见光的大 C．甲波的波长比乙波的小 D．乙波比甲波更容易发生衍射现象 【答案】B 【详解】ABC．由图可知，甲波和乙波的波长都比可见光的大，甲波的波长比乙波的大，选项AC错误，B正确； D．甲波长较大，则甲波比乙波更容易发生衍射现象，选项D错误。 故选B。 一、单选题 1．电磁波在日常生活中有着广泛的应用。下列说法正确的是（　　） A．微波炉加热食物是利用了红外线的热作用 B．红外线应用在遥感技术中，是利用了它穿透本领强的特性 C．医院用X射线进行透视，是因为它是各种电磁波中穿透能力最强的 D．利用紫外线灭菌消毒，是因为紫外线具有较高的能量 【答案】D 【详解】A．微波炉加热食物是利用微波进行加热的，A错误； B．红外遥感技术是基于一切物体都在辐射红外线，用红外探测器接收物体发出的红外线，然后进行分析，从而得知被测物体的信息，B错误； C．γ射线的穿透能力比X射线的强，C错误； D．紫外线具有较高的能量，足以破坏细胞核中的物质，从而进行灭菌消毒，D正确； 故选D。 2．某广播电台发射“中波”段某套节目的讯号，家用微波炉中的微波，VCD机中的激光（可见光），人体透视用的X光，都是电磁波，它们的频率分别为f1、f2、f3、f4，则（　　） A．f1＞f2＞f3＞f4 B．f1＜f2＜f3＜f4 C．f1＜f3＜f2＜f4 D．f1＞f3＞f2＞f4 【答案】B 【详解】由电磁波谱排列知 广播电台发射“中波”段某套节目的讯号频率最低，其次是家用微波炉中的微波，频率较高的是VCD机中的激光（可见光），频率最高的是人体透视用的X光，即 f1＜f2＜f3＜f4 故选B。 3．对于下列教材中所列的实验和生活用品，说法正确的是（　　） A．甲图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场实现的 B．乙图中，若在ab的两端接上大小和方向发生周期性变化的电流，则接在cd端的电流表会有偏转 C．丙图中，微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，微波具有可连续变化的能量 D．奥斯特利用丁图实验装置发现了电磁感应现象 【答案】B 【详解】A．甲图中，通电直导线周围产生磁场，则两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过磁场实现的，选项A错误； B．乙图中，若在ab的两端接上交流电源，则穿过线圈的磁场不断变化，磁通量不断变化，cd线圈中产生感应电流，接在cd端的表头示数不为0，选项B正确； C．丙图中，微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，微波的能量是不连续的，量子化的，选项C错误； D．奥斯特利用丁图实验装置发现了电流的磁效应，选项D错误。 故选B。 4．500米口径球面射电望远镜（简称FAST）又被称为“中国天眼”，是中国科学院国家天文台的一座射电望远镜，若其工作频率范围是，那么它观测到的电磁波最长波长（　　） A．约0.1米 B．约4米 C．约40米 D．约1000米 【答案】B 【详解】频率最小的电磁波的波长最长，则最长波长为 故选B。 5．下列关于电磁波的说法正确的是（    ） A．均匀变化的磁场能够在空间产生电场 B．电磁波在真空和介质中传播的速度相同 C．只要有电场和磁场，就能产生电磁波 D．米波的频率比厘米波频率高 【答案】A 【详解】A．根据麦克斯韦电磁理论，均匀变化的磁场能够在空间产生稳定的电场，选项A正确； B．电磁波在真空中的传播速度大于在介质中传播的速度，选项B错误； C．只有周期性变化的电场和磁场，才能产生电磁波，选项C错误； D．米波的波长比厘米波的波长长，两波在真空中传播速度都等于光速c,由c=λf分析可知，米波的频率比厘米波频率低，故D错误。 故选A。 6．关于电磁波的发现及应用，下列说法正确的是（　　） A．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场 B．利用红外线的热效应能杀菌消毒，夜视仪利用了紫外成像技术 C．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫调制 D．为了有效向外发射电磁波，振荡电路不必采用开放电路，但要提高振荡频率 【答案】C 【详解】A．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围也产生稳定的电场；周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场周围也一定产生周期性变化的电场，选项A错误； B．利用紫外线的化学效应能杀菌消毒，夜视仪利用了红外成像技术，选项B错误； C．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫调制，选项C正确； D．为了有效向外发射电磁波，必须要提高振荡电路得振荡频率，同时采用开放电路，选项D错误。 故选C。 7．下列说法中正确的是（　　） A．周期性变化的电场可以产生恒定的磁场 B．若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零 C．磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量 D．麦克斯韦最早通过实验证实了电磁波的存在 【答案】C 【详解】A．根据麦克斯韦电磁理论，周期性变化得电场可以产生周期性变化的磁场，故A错误； B．通电导体在磁场中受到的磁场力为安培力，安培力的表达式为，当通电导体所受的安培力为零时有可能磁感应强度为零，也可能导体与磁场方向平行，故B错误； C．磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量，故C正确； D．赫兹最早通过实验证实了电磁波的存在，故D错误。 故选C。 8．某空间出现了如图所示的一组闭合的电场线，这可能是（　　） A．沿AB方向磁场在迅速减弱 B．沿AB方向磁场在迅速增强 C．沿BA方向磁场在迅速减弱 D．条件不足无法判断 【答案】A 【详解】根据安培定则可知感应电场产生的磁场方向竖直向下，根据麦克斯韦电磁场理论可知磁场一定变化的。若有沿AB方向上的磁场，与感应磁场方向相同，则磁场正逐渐减弱；若有沿BA方向的磁场，与感应磁场方向相反，则磁场正逐渐增强，故A正确，BCD错误。 故选A。 9．关于电磁波的说法中，下列叙述正确的是（　　） A．电磁波和机械波一样，都不能在真空中传播 B．赫兹首先用实验证实了电磁波的存在，验证了麦克斯韦的电磁场理论 C．新冠肺炎诊断中，要用X光扫描肺部，是因为X光的穿透能力最强 D．微波炉加热食物是利用了微波有很强的热效应 【答案】B 【详解】A．电磁波可以在真空中传播，机械波不能在真空中传播，A错误； B．赫兹首先用实验证实了电磁波的存在，验证了麦克斯韦的电磁场理论，选项B正确； C．X光的穿透能力是较强的，但不是最强，C错误； D．微波几乎没有热效应，微波炉能快速加热食物是利用了微波的频率与水的频率相接近，从而使水振动而发热的，故D错误。 故选B。 二、多选题 10．关于波的现象，下列说法正确的是（    ） A．机械波和电磁波都可以在真空中传播 B．波速、波长与频率的关系，对机械波和电磁波都适用 C．干涉和衍射是波的特性，一切波都能产生干涉、衍射现象． D．不同波长的电磁波在真空中速度不同 【答案】BC 【详解】A．机械波传播需要介质，不能在真空中传播，而电磁波可以在真空中传播A错误； B．公式适用于一切机械波和电磁波的计算，B正确； C．干涉和衍射是波特有的现象，一切波都能发生，C正确； D．不同波长的电磁波在真空中速度相同，均为光速，D错误。 故选BC。 学科网（北京）股份有限公司 $$